aplikasi serabut kelapa sebagai adsorbsi unsur pb dalam ... · telah dilakukan penelitian tentang...
Post on 25-Apr-2019
231 Views
Preview:
TRANSCRIPT
i
APLIKASI SERABUT KELAPA
SEBAGAI ADSORBSI UNSUR Pb DALAM SAMPEL CAIR
DENGAN METODE LASER INDUCED BREAKDOWN SPECTROSCOPY (LIBS)
SKRIPSI
BIDANG MINAT FISIKA TERAPAN
Ida Ayu Gede Kusuma Dewi
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS UDAYANA
BUKIT JIMBARAN
2016
ii
iii
iv
v
vi
vii
APLIKASI SERABUT KELAPA SEBAGAI ADSORBSI UNSUR Pb DALAM
SAMPEL CAIR DENGAN METODE LASER INDUCED BREAKDOWN
SPECTROSCOPY (LIBS)
[Skripsi]
Karya Tulis ini tidak dipublikasikan tetapi tersedia diperpustakaan di lingkungan
Universitas Udayana, diperkenankan dipakai sebagai referensi kepustakaan tetapi
pengutipan harus menyebutkan sumbernya sesuai dengan kebiasaan ilmiah
Karya tulis ini merupakan hak milik intelektual
Universitas Udayana
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas
rahmat dan berkat-Nya penyusun dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Aplikasi
Serabut Kelapa sebagai Adsorbsi Unsur Pb dalam Sampel Cair dengan Metode Laser
Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS)”.
Penyusun mengucapkan terimakasih kepada seluruh pihak yang telah membantu
dan mendukung terselesaikannya skripsi ini. Ucapan terimakasih tersebut penyusun
sampaikan kepada:
1. Bapak Dr. Hery Suyanto, M.T, selaku dosen pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan, dukungan dan pengetahuan tentang konsep yang
sangat banyak, serta tema pokok yang telah diberikan demi terselesaikannya
skripsi ini.
2. Bapak Drs. Ida Bagus Alit Paramata, M.Si, selaku dosen pembimbing II
yang telah memberikan bimbingan dan koreksi yang sangat bermanfaat demi
terselesaikannya skripsi ini.
3. Bapak Ir. S. Poniman, M.Si selaku Ketua Jurusan Fisika FMIPA Universitas
Udayana yang telah mengesahkan skripsi ini.
4. Bapak dan Ibu dosen Fisika FMIPA Universitas Udayana yang telah
memberikan masukan dan pengetahuan.
5. Bapak I.B Putra Yadnya, S.Sos, dan Ibu I.A Putu Tantri selaku orang tua
kandung yang selalu mendoakan dan memberikan bekal.
6. Universitas Udayana melalui hibah penelitian unggulan perguruan tinggi
tahun anggaran 2015 PNBP dengan surat perjanjian penugasan nomor : 246-
308/UN14.2/PNL.01.03.00/2015 yang telah membantu untuk membiayai
selama penelitian berlangsung.
Penyusun menyadari bahwa pemaparan materi dalam skripsi ini kurang sempurna
dan masih terdapat keterbatasan dalam penyampainnya. Oleh karena itu penyusun
mengharapkan kritik dan saran dari pembaca agar skripsi ini menjadi lebih baik lagi.
Bukit Jimbaran, Januari 2016
Penyusun
ix
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang aplikasi serabut kelapa sebagai adsorbsi unsur Pb
dalam sampel cair dengan metode Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS).
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui optimasi waktu tunggu pengeringan dan
suhu pemanasan sampel, serta menentukan konsentrasi minimum larutan unsur logam
berat Pb yang mampu diadsorbsi oleh serabut kelapa. Penelitian dilakukan dalam tiga
tahap. Tahap pertama dilakukan penentuan optimasi waktu tunggu pengeringan sampel
(10 menit, 20 menit, 30 menit). Tahap kedua penentuan optimasi suhu pemanasan
sampel (50°C, 60°C, 70°C, dan 80°C). Terakhir penentuan konsentrasi larutan Pb yang
mampu diadsorbsi oleh serabut kelapa dengan konsentrasi 25 ppm, 20 ppm, 15 ppm,
dan 10 ppm. Pengambilan data dilakukan oleh LIBS dengan energi laser 120mJ,
akumulasi 2, dan waktu tunggu deteksi 1 µs. Emisi atom netral Pb I 405,78 nm
ditangkap oleh spektrometer HR 2500⁺ dan ditampilkan spektrum intensitas fungsi
panjang gelombang. Data menunjukan bahwa waktu tunggu pengeringan optimum dan
suhu optimum pemanasan sampel masing-masing adalah 20 menit dan 70°C. Data juga
menunjukan bahwa metode ini dapat menganalisis konsentrasi Pb dengan deteksi limit
sebesar 2,91 ppm.
Kata Kunci : Unsur Pb, Serabut kelapa, Adsorbsi, LIBS, Deteksi limit.
ABSTRACT
Research on the application of coconut fibers as Pb adsorption element in the liquid
sample by method of Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) has been done.
This study aims to determine the waiting time optimization of drying, heating
temperature of the sample, and determine the minimum concentration of heavy metals
Pb adsorbed by coconut fibers. The study was conducted in three stages. The first stage
is the determination of the waiting time optimization of drying samples (10 min, 20 min,
30 min). The second stage is the optimization determination of sample heating
temperature (50°C, 60°C, 70°C and 80°C). Final is the determination of the minimum
concentration of Pb adsorbed by coconut fibers with a concentration of 25 ppm, 20
ppm, 15 ppm and 10 ppm. Data were collected by LIBS with laser energy of 120 mJ,
accumulation of 2, and the delay time detection 1 µs. Neutral atom emission Pb I 405.78
nm captured by the spectrometer HR 2500⁺ and displayed in intensity as a function of
wavelength. Data shows that the optimum waiting time of drying and the temperature of
heating were 20 minutes and 70°C respectively. The data also show that this method
can analyze the concentration of Pb with a limit detection of 2.91 ppm.
Keyword : Pb element, coconut fibers, adsorption, LIBS, limit detection.
x
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i
FAKTA INTEGRITAS ..................................................................................... ii
LEMBAR PRASYARAT GELAR .................................................................. iii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ................................................. iv
LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................. v
PEDOMAN PENGGUNAAN .......................................................................... vi
KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii
ABSTRAK ......................................................................................................... viii
DAFTAR ISI ..................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 2
1.3 Batasan Masalah ... ............................................................................... 2
1.4 Tujuan Penelitian ... ............................................................................... 3
1.5 Sistematika Penulisan ............................................................................ 3
1.6 Manfaat Penelitian ................................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 5
2.1 Polimer Organik ..................................................................................... 5
2.1.1 Serabut kelapa ............................................................................... 6
2.2 Immobilisasi Ion .................................................................................... 7
2.2.1 Adsorbsi ....................................................................................... 7
2.2.2 Kompleksasi ................................................................................ 9
2.2.3 Pertukaran Ion .............................................................................. 9
2.3 Interaksi Laser dengan Bahan ............................................................... 10
2.3.1 Laser .............................................................................................. 10
2.3.2 LIBS ............................................................................................. 11
xi
2.3.3 Metode deteksi plasma menggunakan LIBS ............................... 12
2.4 Karakteristik Unsur Pb .......................................................................... 14
2.4.1 Unsur timbal/plumbum (Pb) .......................................................... 14
2.4.2 Karakteristik unsur Pb ................................................................. 15
2.5 Konsentrasi Larutan ............................................................................... 16
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................... 17
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................. 17
3.1.1 Tempat dan waktu penelitian ........................................................ 17
3.2 Alat dan Bahan ...................................................................................... 17
3.2.1 Alat ............................................................................................... 17
3.2.2 Bahan ............................................................................................ 17
3.3 Sistematika Penelitian ............................................................................ 18
3.3.1 Penentuan waktu pengeringan dan suhu penguatan sampel
(serabut kelapa) ............................................................................ 18
3.3.2 Penentuan konsentrasi unsur logam berat Pb yang mampu
diadsorbsi sampel ......................................................................... 18
3.4 Pengambilan Data .................................................................................. 18
3.5 Bagan Alir Penelitian ............................................................................. 20
3.5.1 Analisis bahan serabut kelapa ....................................................... 20
3.5.2 Optimasi waktu tunggu dan suhu pemanasan sampel ................. 22
3.5.3 Optimasi analisis kuanlitatif larutan Pb dengan metode LIBS ..... 22
3.6 Tabel Data Penelitian ............................................................................. 23
3.6.1 Data optimasi waktu tunggu pengeringan sampel ........................ 23
3.6.2 Data optimasi suhu pemanasan sampel ........................................ 23
3.6.3 Data konsentrasi yang mampu diadsorbsi oleh sampel ................ 23
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian ..................................................................................... 24
4.1.1 Penentuan optimum waktu tunggu pengeringan sampel ............. 24
4.1.2 Penentuan suhu optimum penguatan
ikatan unsur Pb teradsorbsi ......................................................... 25
4.1.3 Penentuan konsentrasi larutan logam berat Pb ............................ 25
4.2 Pembahasan ........................................................................................... 26
xii
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 32
5.2 Saran ..................................................................................................... 32
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Karakteristik unsur Pb ....................................................................... 15
Tabel 3.1 Data hasil optimasi waktu tunggu penembakan sampel
dengan energi laser tetap ................................................................... 23
Tabel 3.2 Data hasil optimasi suhu pemanasan sampel dengan
energi laser dan waktu tunggu penembakan sampel tetap ................ 23
Tabel 3.3 Data konsentrasi larutan yang mampu difiltrasi oleh sampel ........... 23
Tabel 4.1 Nilai intensitas maksimal unsur Pb terhadap waktu pengeringan .... 24
Tabel 4.2 Nilai intensitas maksimal unsur Pb terhadap perubahan suhu
penguatan sampel ............................................................................. 25
Tabel 4.3 Nilai intensitas maksimal unsur Pb terhadap perubahan konsentrasi
larutan Pb ......................................................................................... 26
tabel 4.4 Nilai standar deviasi untuk masing-masing penurunan konsentrasi
larutan Pb .......................................................................................... 31
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Mekanisme reaksi polimer adisi ............................................... 5
Gambar 2.2 Mekanisme reaksi polimer kondensasi ..................................... 6
Gambar 2.3 Bagian-bagian buah kelapa ....................................................... 7
Gambar 2.4 Ilustrasi sederhana sebuah atom ................................................ 10
Gambar 2.5 Eksitasi elekron ke tingkat energi yang lebih tinggi ................. 11
Gambar 2.6 Kembalinya elektron ke tingkat energi semula disertai
emisi cahaya ............................................................................. 11
Gambar 2.7 Skema sederhana komponen utama LIBS ................................. 12
Gambar 2.8 Metode deteksi plasma pada LIBS ........................................... 13
Gambar 3.1 Skema rangkaian alat Laser Induced Breakdown
Spectroscopy (LIBS) .................................................................. 19
Gambar 3.2 Bagan alir analisis bahan serabut kelapa ................................... 20
Gambar 3.3 Skema alur penentuan waktu tunggu pengeringan dan
suhu penguatan sampel ............................................................. 21
Gambar 3.4 Bagan alir analisis kuanlitatif sampel cair ................................. 22
Gambar 4.1 Grafik intensitas emisi atom netral Pb 405,78 nm fungsi
waktu tunggu pengeringan sampel ........................................... 27
Gambar 4.2 Grafik intensitas emisi atom netral Pb 405,78 nm fungsi
optimasi suhu penguatan sampel .............................................. 28
Gambar 4.3 Grafik intensitas emisi atom netral Pb 405,78 nm fungsi
konsentrasi untuk penurunan konsentrasi larutan Pb 1000
ppm, 500 ppm, 50 ppm, 30 ppm, 25 ppm, 20 ppm, 15 ppm,
dan 10 ppm ................................................................................ 29
Gambar 4.3 Grafik intensitas fungsi konsentrasi untuk penurunan
konsentrasi larutan Pb ............................................................... 30
top related